C/C++内存管理详解

目录

一、C++内存分布

二、C语言与C++内存管理方式

1、C语言中动态内存管理方式：malloc/calloc/realloc/free

2、C++中的内存管理方式：new/delete

三、operator new与operator delete函数

1、函数概念：

2、函数使用：

3、底层原理：

四、new和delete的实现原理

1、对于内置类型：

2、对于自定义类型：​​​​​​​

五、内存泄漏

1、概念：

2、内存泄漏分类：

3、避免内存泄漏：

一、C++内存分布

 c/c++中程序内存区域划分：

1、栈区：又叫堆栈--非静态局部变量/函数参数/返回值等等，栈是向下增长的。

2、内存映射段：是高效的I/O映射方式，用于装载一个共享的动态内存库。用户可使用系统接口 创建共享共享内存，做进程间通信。

3、堆区：用于程序运行时动态内存分配，堆是可以向上增长的。

4、数据段(静态区)--存储全局数据和静态数据。

5、代码段(常量区)：可执行的代码/只读常量。

二、C语言与C++内存管理方式

1、C语言中动态内存管理方式：malloc/calloc/realloc/free

malloc：在内存的动态存储区中分配一块长度为size字节的连续区域，参数size为需要内存空间的长度，返回该区域的首地址

calloc：与malloc类似，不同点是函数calloc() 会将所分配的内存空间中的每一位都初始化为零

realloc： 给一个已经分配了地址的指针重新分配空间，可以做到对动态开辟内存大小的调整。

void Test1()
{
	char* ptr1 = (char*)malloc(sizeof(char));
	int* ptr2 = (int*)calloc(4, sizeof(int));
	int* ptr3 = (int*)realloc(ptr2, sizeof(int) * 10);
	free(ptr1);
	free(ptr3);
}

2、C++中的内存管理方式：new/delete

C++的内存管理方式：通过new和delete操作符进行动态内存管理。

为什么c++要出一套自己的内存管理规则？

1、C语言的申请内存比较繁琐，要强转，要计算大小，要检查返回值

2、无法对自定义类型的空间申请做出很好的控制（针对自定义类型能更好的初始化与清理）

（1）new/delete操作内置类型：

void Test2()
{
	// 动态申请一个int类型的空间
	int* ptr1 = new int;
	// 动态申请一个int类型的空间并初始化为10
	int* ptr2 = new int(10);
	// 动态申请10个int类型的空间
	int* ptr3 = new int[3];
	// 动态申请10个int类型的空间并初始化/不完全初始化
	int* ptr4 = new int[10] {1, 2, 3, 4, 5};
	delete ptr1;
	delete ptr2;
	delete[] ptr3;
	delete[] ptr4;
}

注意：申请和释放单个元素的空间，使用new和delete操作符，申请和释放连续的空间，使用 new[]和delete[]，注意：匹配起来使用。

（2）、new和delete操作自定义类型

new和delete相比于malloc和free的优点：

申请空间时：malloc只开空间，new不仅开空间还会调用构造函数初始化。

释放空间时：delete会调用析构函数，free不会。

当我们运行以下程序可知：

class A
{
public:
	A(int a = 0)
	{
		cout